Abstrak—Salah  satu  penyebab  munculnya  semburan  lumpur Sidoarjo  yang  masih  diperdebatkan  hingga  saat  ini  yaitu mengenai  reaktivasi  patahan  watukosek.  Studi  yang  telah dilakukan  sebelumnya  menunjukkan  adanya  manifestasi  di permukaan  akibat  patahan  watukosek,  contohnya  Tebing Watukosek dan pembelokan geomorfologi Kali Porong. Penelitian dengan  menggunakan  metode  tahanan  jenis  dilakukan  untuk memetakan  patahan  yang  berada  di  daerah  Kali  Porong  dan Patahan  Watukosek.  Lintasan  yang  digunakan  memiliki bentangan  400m  dengan  arah  Barat  –  Timur  untuk  memotong patahan  yang  berarah  Barat  Daya  –  Timur  Laut  dari  Gunung Penanggungan  menuju  semburan  lumpur  Sidoarjo.  Kedalaman pengukuran  mencapai  ±74.8m  dengan  anomali  tahanan  jenis terendah 1.05 Ohm.m hingga yang tertinggi 33.3 Ohm.m.
Kata Kunci—Patahan Watukosek; Tebing  Watukosek; Lumpur Sidoarjo; Metode Tahanan Jenis 2-D.

## I. PENDAHULUAN
ATAHAN  watukosek  merupakan  salah  satu  penyebab terjadinya  fenomena  lumpur  Sidoarjo  yang  masih diperdebatkan  keberadaannya.    Salah  satu  asumsi  hubungan antara  patahan  watukosek  dengan  lumpur  Sidoarjo,  yaitu adanya  reaktivasi  patahan  watukosek  yang  disebabkan  oleh gempa  Yogyakarta  pada  tanggal  27  Mei  2006  dengan  jarak epicenter ±250km dari pusat semburan lumpur [1]–[3].
Bukti  penguat  adanya  patahan  watukosek  menurut  Mazzini [1]  dan  Abidin  [4]  yaitu,  adanya  pembelokan  pada  jalur  Kali Porong,  bentuk  Tebing  Watukosek  ( Watukosek  Escarpment ) sebagai  manifestasi  dipermukaan,  dan  orientasi  arah  patahan pada  area  pusat  semburan.  Patahan watukosek diduga dimulai dari  Gunung  Penanggungan  dan  memiliki  arah  Barat  Daya  – Timur Laut yang melewati pusat semburan lumpur Sidoarjo.
Penelitian  lebih  lanjut  dilakukan  untuk  menelusuri  kondisi bawah  permukaan  pada  area  yang  diduga  melintasi  Tebing Watukosek  dan  mempengaruhi  bentuk  geomorfologi  Kali Porong dengan menggunakan metode tahanan jenis 2-D.
Kelebihan  metode  tahanan  jenis  dibandingkan  metode geofisika  lainnya  yaitu,  tidak  merusak  kondisi  permukaan, tingkat penetrasi arus listrik yang konsisten sesuai konfigurasinya, memiliki banyak konfigurasi  untuk disesuaikan dengan  targetnya  [5],  dan  memiliki  respons  yang  tinggi terhadap  perubahan  resistivitas  antar  lapisan  [6].  Metode  ini juga  digunakan  karena  efek  dari  patahan  pada  suatu  batuan
dapat  terisi  oleh  lapisan  ataupun  fluida,  sehingga  arus  listrik yang  mengalir  dapat  mendeteksi  perbedaan  antara  lapisan batuan  dengan  lapisan  untuk  mengisi ruang dipatahan ataupun dengan fluida.
Penggunaan  metode  tahanan  jenis  memiliki  parameter kontrol  dibandingkan  metode  geofisika  lainnya,  yaitu kedalaman  penetrasi  arus  listrik  dan  nilai  tengangan  yang terukur/resolusi  data  [7].  Kedua  parameter  tersebut  dibatasi oleh  konfigurasi  yang  digunakan dalam akuisisi data, sehingga penggunaan  konfigurasi  juga  menentukan  target  objek  yang akan  dicari  [8].  Sehubungan  dengan  topik  penelitian  yang ditentukan, yaitu untuk menentukan kondisi bawah permukaan maka  konfigurasi  yang  digunakan  haruslah  memiliki  penetrasi yang dalam.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Fisiografi Regional
Van  Bemmelen  [9]  mengelompokkan  Jawa  Timur  menjadi empat  zona,  yaitu  zona  Rembang,  zona  Kendeng,  zona  Solo, dan  zona  Pegunungan  Selatan.  Area  penelitian  yang  berada  di daerah  Sidoarjo  berada  di  zona  Kendeng.  Zona  Kendeng memiliki  kemiripan  seperti  zona  Rembang,  zona  yang  terdiri dari  endapan  laut  dangkal,  sedimen  klastik,  dan  batuan karbonat  [10].  Zona  Kendeng  juga  merupakan  antiklinorium yang  memanjang  mulai  dari  Barat  hingga  Timur  [11],  dengan penyusun volkanogenik dan sedimen plagik.

## Kondisi Bawah Permukaan di Sekitar Tebing Watukosek
Alif P. Arwananda, Wien Lestari, dan Juan P.G.N. Rochman Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : Wien.geofisika@gmail.com, Juanpandu@geofisika.its.ac.id

## P
Gambar. 1. Fisiografi Jawa Timur yang dideskripsikan oleh van Bemmelen.

## B. Metode Tahanan Jenis
Pengambilan  data  dengan  metode  geofisika  tahanan  jenis memanfaatkan  sifat  tahanan  jenis  yang  dimiliki  oleh  mineral atau  fluida  yang  terkandung  dalam  suatu  batuan  atau  lapisan. Pengambilan  data  tahanan  jenis  dimulai  dengan  mengalirkan arus  listrik  langsung  (DC)  ke  bawah  permukaan  dalam  suatu ruang berbentuk setengah bola. Prinsip dasar metode ini adalah mengarlikan  arus  listrik  searah  atau  bolak-balik  dengan frekuensi rendah kedalam bumi [12]. Hasil pengukuran tahanan jenis  merupakan  nilai  tahanan  jenis  ”semu”,  dimana  nilai tahanan  jenis tersebut memiliki asumsi bahwa kondisi dibawah permukaan  bersifat  homogen,  sehingga  akan  memberikan  nilai tahanan  jenis  yang  sama,  dengan  syarat  konfigurasi  elektroda yang digunakan juga sama.
Menurut Loke [13]  ada  empat  hal  yang  harus dipertimbangkan dalam menentukan konfigurasi elektroda yang digunakan,  yaitu  sensitivitas  perubahan  tahanan  jenis  secara vertikal  dan  horizontal,  target  kedalaman,  cakupan  data pengukuran horizontal, dan terakhir yaitu kekuatan sinyal.
Berdasarkan  prinsip  dasar  tahanan  jenis  yang  menggunakan Hukum Ohm, persamaan untuk hambatan jenis yaitu:
(1)
Dengan  V  melambangkan  tegangan,  I  melambangkan  arus, dan  R  melambangkan  hambatan.  Hanya  saja,  yang  diukur  kali ini adalah tahanan jenis sehingga nilai yang diukur harus diganti menjadi tahanan jenis semu menjadi:
(2)
Karena pengukuran potensial dilakukan dengan 2 (dua) buah elektroda potensial sehingga besar  [14]  tegangan yang terukur menjadi:

## (3)

## C. Metode Inversi Least Square
Inti  dari  metode least-square ini  yaitu  memberikan  model dengan  nilai  perhitungan  atau  error  terkecil,  memiliki persamaan:
(4)
Metode  inversi  ditujukan  untuk  merekonstruksi  model  dari data  observasi/pengukuran,  atau  bagaimana  merubah  data untuk  menghasilkan  suatu  model.  Inversi  dapat  digunakan untuk  mengestimasi  kualitas  dari  parameter  model  yang  akan
didapat,  jenis  parameter  model  yang  akan  didapat,  jenis parameter model, atau data yang paling baik dalam pembuatan model (tanpa gangguan/noise)
Selain  meminimalisir  perbedaan  antara  nilai  tahanan  jenis, metode  inversi  juga  mengurangi  parameter  lainnya  sehingga model  yang  dihasilkan  sesuai  dengan  kondisi  sesungguhnya. Untuk  menemukan  model  yang  sesuai  dengan  kondisi  geologi yang  ada,  secara  default  RES2DINV  menggunakan  proses inversi smoothnes-constrained [15] yang memiliki persamaan:
(5)
Dimana,  F  melambangkan  matrix  untuk  smoothing,  J melambangkan  matrix  Jacobian,  r  melambangkan  vector logaritma  dari  model  nilai  tahanan  jenis,  μ  melambangkan faktor  peredaman  (damping),  d  melambangkan  vector gangguan, dan g melambangkan vector perbedaan.

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Metodologi Penelitian
Lokasi penelitian berada di daerah Selatan semburan gunung lumpur  yang  ditandai  dengan  garis  merah  (Gambar.  3). Lintasan  memanjang  dari  Barat  menuju  Timur.  Lintasan berarah  Barat  –  Timur  ditujukan  untuk  memotong  patahan watukosek yang diduga berarah Barat Daya – Timur Laut.
Setelah  pengukuran  dilakukan  di  2  lintasan,  proses  inversi dilakukan  dengan  menggunakan  parameter  inversi  sebagai berikut:
Tabel 1. Parameter inversi yang digunakan selama proses pengolahan data Parameter Inversi Nilai Use model refinement Cells with width of half the unit spacing Optimise damping factor Yes Vertical/Horizontal flatness ratio 1.0 Include smoothing Yes Percentage change for line search 0.1% Number of iteration 20 Type of mesh for forward modelling
Finest mesh; 4 nodes
Gambar.  2.  Penampang  sensitivitas  dengan  menggunakan  konfigurasi Wenner-Schlumberger. (Loke, 1999)
Gambar. 3. Desain lintasan pengukuran HMTG1.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Patahan
Dari  hasil  inversi  data  pengukuran  didapat  penampang dengan kedalaman ±74.8m error 2.1% untuk lintasan HMTG1.
Penampang  HMTG1  tidak  memiliki  anomali  patahan walaupun lintasan pengukuran dekat dengan Tebing Watukosek  dan  Kali  Porong  yang  memotong  arah  dugaan patahan  watukosek.  Lintasan  HMTG1  memiliki  nilai  tahanan jenis  tinggi  pada  jarak  160m  –  220m  dengan  nilai  ±33.3 Ohm.m,  hal  ini  diduga  merupakan  nilai  tahanan  jenis  dari jembatan  yang  ada  pada  lintasan  pengukuran.  Lintasan HMTG1  tidak  memiliki  anomali  patahan  watukosek  hingga kedalaman ±74.8m.

## V. KESIMPULAN
Pengukuran yang dilakukan di Utara Tebing Watukosek dan Kali  Porong  tidak  mendapatkan  anomali  patahan  hingga kedalaman  ±2.54  untuk  HMTG1.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh penampang tahanan jenis 2-D yang tidak menunjukkan anomali tahanan  jenis  rendah  ataupun  yang  memotong  antar  lapisan batuan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Mazzini,  A.  Nermoen,  M.  Krotkiewski,  Y.  Podladchikov,  S.  Planke, dan  H.  Svensen,  “Strike-slip  faulting  as  a  trigger  mechanism  for overpressure  release  through  piercement  structures.  Implications  for  the Lusi mud volcano, Indonesia,” Mar. Pet. Geol. , vol. 26, no. 9, hal. 1751– 1765, Nov 2009.
[2]  A.  Mazzini et  al. ,  “Triggering  and dynamic evolution of the LUSI mud volcano, Indonesia,” Earth Planet. Sci. Lett. , vol. 261, no. 3–4, hal. 375– 388, Sep 2007.
[3]  B. P. Istadi, A. Kadar, dan N. Sawolo, “Analysis & Recent Study Results on  East Java Mud Volcano,” dipresentasikan pada Subsurface sediment remobilization and fluid flow in sedimentary basins, 2008, hal. 53–55.
[4]  H. Z. Abidin, R. J. Davies, M. A. Kusuma, H. Andreas, dan T. Deguchi, “Erratum  to:  Subsidence  and  uplift  of  Sidoarjo  (East  Java)  due  to  the eruption  of  the  Lusi  mud  volcano  (2006–present),” Environ.  Geol. ,  vol. 57, no. 4, hal. 845–846, Apr 2009.
[5]  R. Herman, “An introduction to electrical resistivity in geophysics,” Am. J. Phys. , vol. 69, no. 9, hal. 943, 2001.
[6]  Sehah  dan  Sugito,  “Pencitraan  Resistivitas  2D  Bawah  Permukaan Tanaman  Jati  (Tectona  Grandis  Sp.)  Menggunakan Konfigurasi Wenner (Studi  Kasus:  Lahan  Tanaman  Jati  di  Belakang  Gedung  MIPA UNSOED),” Berk. Fis. , vol. 14, no. 1, hal. 1–10, 2012.
[7]  J.  Bernard,  “Short  Note  on  The  Depth  of  Investigation  of  Electrical Methods.pdf,” Heritage  Geophysics  Inc ,  Jul-2003.  [Daring].  Tersedia pada:
http://www.heritagegeophysics.com/papers/Depth_of_investigation.pdf.
[8]  A. K. Abdul-Nafiu, M. N. M. Nordin, K. Abdullah, I. K. Saheed, dan A. Abdullah, “Effects of Electrode Spacing and Inversion Techniques on the Efficacy  of  2D  Resistivity  Imaging  to  Delineate  Subsurface  Features,” Am. J. Appl. Sci. , vol. 10, no. 1, hal. 64–72, Jan 2013.
[9]  R.  W.  van  Bemmelen, The  Geology  of  Indonesia ,  vol.  Vol.  1A.  The Hague: Government Printing Office, 1949.
[10]  J.  P.  Buranda, Geologi  Indonesia :  bahasan:  teori  undase  /  oleh  J.  P  . Buranda . Malang : Universitas Negeri Malang, 1999.
[11]  Susilohadi,  “Later  Tertiary  and  Quaternary  Geology  of  the  East  Java Basin,  Indonesia,”  Doctor  of  Philosophy  Thesis,  University  of Wolonggong, New South Wales, Australia, 1995.
[12]  A. Kuswanto, “Pengembangan Metode Geolistrik 4-D untuk Perembesan Bawah  Tanah  Development  of  4-D  Geoelectric  Methode  to  Identify Subsurface Leakage,” Pros.  Pertem.  Ilm. Nas BPPT , hal. 182–194, Nov 2015.
[13]  M.  H.  Loke,  “Electrical  imaging  surveys  for  environmental  and engineering studies,” Pract. Guide To , vol. 2, 1999.
[14]  F.  Putri,  A.  Yulianto,  dan  others,  “Monitoring  Rembesan  Embung Universitas Negeri Semarang Dengan Metode Resistivity,” Unnes Phys. J. , vol. 2, no. 2, 2013.
[15]  de  G.-H.  Constable,  “Occam’s  inversion  to  generate  smooth,  two- dimensional models from magnetotelluric data,” Geophysics , vol. 55, hal. 1613, 1990.
Gambar. 4. Diagram alir pengerjaan penelitian.
Gambar. 5. Penampang lintasan HMTG1